تراشه مبدل پیزوالکتریک مانیتور قلب جنین اولتراسونیک چگونه کار می کند؟ را

اصل فنی اصلی تراشه مبدل پیزوالکتریک
عملکرد دقیق مانیتور قلب جنین اولتراسونیک در مکانیسم تبدیل انرژی نهفته است تراشه مبدل پیزوالکتریک . به عنوان یک جزء کلیدی که سیگنال های الکترونیکی و سیگنال های صوتی را به هم متصل می کند، تراشه تبدیل انرژی دو طرفه را بر اساس اثر پیزوالکتریک انجام می دهد. هنگامی که سیگنال الکتریکی وارد می شود، مواد پیزوالکتریک داخل تراشه به دلیل اثر پیزوالکتریک معکوس، ارتعاش مکانیکی ایجاد می کند، در نتیجه امواج اولتراسونیک با فرکانس خاص منتشر می شود. و هنگامی که امواج صوتی منعکس شده توسط قلب جنین و بافت های اطراف آن بر روی تراشه عمل می کنند، اثر پیزوالکتریک مثبت ارتعاش مکانیکی را به یک سیگنال الکتریکی قابل تشخیص تبدیل می کند. این فرآیند تبدیل، پیوند اصلی پایش قلب جنین را تشکیل می‌دهد، امکان تشخیص غیرتهاجمی را تضمین می‌کند و ثبات انتقال سیگنال را از طریق ویژگی‌های ذاتی ماده حفظ می‌کند. انتشار امواج صوتی با فرکانس بالا و دریافت اکو یک حلقه بسته را تشکیل می دهد. تراشه به طور غیرمستقیم قانون ضربان قلب جنین را با ثبت تغییرات دوره ای سیگنال اکو منعکس می کند و داده های صوتی اصلی را برای محاسبه ضربان قلب بعدی ارائه می دهد. را
تأثیر مواد پیزوالکتریک بر عملکرد تراشه‌های مبدل
عملکرد تراشه های مبدل پیزوالکتریک تا حد زیادی به ویژگی های مواد پیزوالکتریک انتخاب شده بستگی دارد. مواد مورد استفاده در سناریوهای مانیتورینگ قلب جنین باید دارای ویژگی‌های حساسیت بالا و صدای کم باشند. حساسیت بالا تضمین می‌کند که تراشه می‌تواند پژواک ضربان قلب جنین ضعیف را ضبط کند، به‌ویژه زمانی که موقعیت جنین متغیر است یا سن حاملگی زود است، و سیگنال هنوز قابل تشخیص است. ویژگی های کم نویز سیگنال تداخل تولید شده توسط ارتعاش خود ماده را کاهش می دهد و از آلودگی سیگنال اصلی قلب جنین جلوگیری می کند. چنین موادی معمولاً دارای ثابت پیزوالکتریک و فاکتورهای کیفیت مکانیکی پایدار هستند. در محیط دما و رطوبت مانیتورینگ بارداری، می توانند ثبات خواص فیزیکی را حفظ کنند و باعث کاهش راندمان تبدیل سیگنال به دلیل نوسانات در شرایط خارجی نخواهند شد. زیست سازگاری مواد نیز به همان اندازه مهم است. اگرچه تراشه مستقیماً با بدن انسان تماس نمی گیرد، دستگاه کلی پس از بسته بندی باید استانداردهای ایمنی پزشکی را رعایت کند. پایداری شیمیایی خود ماده می تواند خطرات احتمالی ایمنی را کاهش دهد. را
عملکرد اصلی تراشه های مبدل در نظارت بر قلب جنین
در فرآیند نظارت بر قلب جنین، تراشه‌های مبدل پیزوالکتریک نقش دوگانه ضبط سیگنال و پردازش اولیه را ایفا می‌کنند. امواج صوتی با فرکانس بالا که ساطع می‌کند دارای ویژگی‌های انتشار جهتی است که می‌تواند به دیواره شکم و بافت رحم زنان باردار نفوذ کند، به طور دقیق بر روی ناحیه قلب جنین تمرکز کند و تداخل پراکندگی بافت‌های اطراف بر روی امواج صوتی را کاهش دهد. هنگامی که امواج صوتی با رابط های فعالی مانند باز و بسته شدن دریچه های قلب و انقباض میوکارد مواجه می شوند، سیگنال اکو تغییرات فرکانس منظمی را ایجاد می کند. تراشه با حس کردن این تغییر، سیگنال صوتی را به شکل موج سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. در مقایسه با سنسورهای معمولی، تراشه ای که برای نظارت بر قلب جنین طراحی شده است، بهینه سازی در فیلتر سیگنال را هدف قرار داده است، که می تواند به طور خودکار سیگنال های نامربوط مانند ضربان عروق مادر و حرکت تنفسی را فیلتر کند و فرکانس مشخصه سیگنال قلب جنین را برجسته کند. این قابلیت تشخیص انتخابی، ماژول محاسبه ضربان قلب بعدی را قادر می‌سازد تا بر اساس داده‌های اصلی خالص‌تر تجزیه و تحلیل کند و در نتیجه قابلیت اطمینان نتایج پایش را بهبود بخشد. است
ملاحظات ایمنی بالینی در طراحی تراشه
ویژگی نظارت بر قلب جنین مستلزم آن است که تراشه های مبدل پیزوالکتریک در طراحی چندین ملاحظات ایمنی بالینی ادغام شوند. قدرت انتقال اولتراسونیک تراشه باید به شدت در آستانه ایمنی کنترل شود، که باید قابلیت تشخیص کافی را تضمین کند و از تأثیر بالقوه امواج صوتی با فرکانس بالا بر رشد جنین جلوگیری کند. این تعادل با بهینه‌سازی راندمان تبدیل انرژی ماده و در عین حال کاهش قدرت انتقال و حفظ اثر نظارت با بهبود حساسیت دریافت به دست می‌آید. فرآیند بسته بندی تراشه نیز بر ایمنی تمرکز دارد. مواد بسته بندی درجه پزشکی باید دارای مقاومت ضدعفونی و خواص ضد پیری باشند تا اطمینان حاصل شود که در طول استفاده طولانی مدت و ضدعفونی مکرر مواد مضر آزاد نمی شود. محدوده دمای عملیاتی تراشه محدود به محدوده تحمل بدن انسان است و از انتقال گرمای تولید شده در اثر کار طولانی مدت به قسمت نظارت جلوگیری می کند و ایمنی فیزیکی زنان باردار و جنین را تضمین می کند.